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In gleich zwei von sechs Forschungsbereichen konnten frühere Doktoranden des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) mit ihren Abschlussarbeiten die Jury des Helmholtz-Promotionspreises 2024 überzeugen. Dr. Stephan Hilpmann erhielt für seine Dissertation zur Endlagerung hochradioaktiver Abfälle die Auszeichnung im Bereich Energie. Auf dem Feld Materie hat Deutschlands größte Forschungsorganisation den Preis an Dr. Tim Ziegler für seine Doktorarbeit zu kompakten, laserbasierten Plasma-Beschleunigern verliehen. In den vergangenen drei Jahren ging damit insgesamt fünf Mal der Promotionspreis der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) an das HZDR.
Laserblitz macht Protonen mobil
In seiner Dissertation entwickelte Dr. Tim Ziegler vom Institut für Strahlenphysik neue Strategien zur Optimierung laserbasierter Protonenbeschleuniger. Mithilfe perfekt aufeinander abgestimmter Laser- und Targetparameter gelang es ihm, Protonen auf bis zu 150 Megaelektronenvolt (MeV) zu beschleunigen – eine Verdopplung der bisher am HZDR erreichbaren Energien und ein neuer Weltrekord. Dies markiert einen wichtigen Schritt hin zu energieeffizienten, kompakten Beschleunigeranlagen, die zukünftig unter anderem zur Untersuchung neuartiger Ansätze der Tumorbehandlung oder extremer Materiezustände zum Einsatz kommen könnten.
Die von Ziegler optimierte Wechselwirkung zwischen dem Laserlicht und dem sogenannten Target – hauchdünnen Folienmaterialien – löst dabei eine Kaskade von Beschleunigungsmechanismen aus. Sowohl der Strahlungsdruck des Laserpulses als auch nachgelagerte Plasmawellen tragen dazu bei, die Protonen besonders effizient zu beschleunigen. Seine Arbeit, die auch international große Beachtung findet, wurde im Fachjournal Nature Physics veröffentlicht und bereits im Mai 2025 mit dem renommierten John Dawson Thesis Prize gewürdigt.
Mikroben im Ton
Dr. Stephan Hilpmann widmete sich in seiner Doktorarbeit einem drängenden Thema der Energiewende: der sicheren Endlagerung hochradioaktiver Abfälle. In seiner am Institut für Ressourcenökologie durchgeführten Dissertation untersuchte er, welche Rolle mikrobielle Prozesse in Tongesteinen spielen – Gesteinsformationen, die in Deutschland als potentielle Wirtsgesteine für ein geologisches Tiefenlager in Frage kommen. Im Fokus stand ein anaerober, sulfatreduzierender Mikroorganismus der Gattung Desulfosporosinus, der in Ton und Bentonit vorkommt und mit Uran sowie Europium wechselwirkt.
Hilpmann konnte zeigen, dass diese Bakterien sechswertiges, wasserlösliches Uran unter bestimmten Bedingungen zu weniger mobilen, vierwertigen Formen reduzieren. Spektroskopische Analysen lieferten darüber hinaus erstmals Hinweise auf eine Stabilisierung fünfwertiger Uranverbindungen durch die Mikroben – ein bislang kaum dokumentierter Zwischenschritt im Reduktionsprozess. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die chemische Form des Urans – seine sogenannte Speziation – entscheidend für die mikrobielle Immobilisierung ist. Damit leistet die Arbeit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis mikrobieller Rückhalteprozesse im Endlagerumfeld.
Bestätigung der exzellenten Ausbildung am HZDR
„Die Auszeichnung für Stephan Hilpmann und Tim Ziegler mit dem Helmholtz-Promotionspreis erfüllt uns alle mit großem Stolz“, betont der Wissenschaftliche Direktor des HZDR, Prof. Sebastian M. Schmidt. „Sie zeigt nicht nur die herausragende Qualität ihrer wissenschaftlichen Arbeit, sondern steht auch exemplarisch für die exzellente Ausbildung am HZDR. Dass die prämierten Arbeiten aus so unterschiedlichen Forschungsbereichen stammen, unterstreicht zudem die beeindruckende fachliche Breite und Stärke unseres Zentrums.“
„Spitzenforschung lebt von herausragenden jungen Talenten aus aller Welt. Deshalb setzen wir bei Helmholtz alles daran, ihnen ein Umfeld zu bieten, in dem sie ihr Potenzial voll entfalten können,“ sagt Helmholtz-Präsident Prof. Otmar D. Wiestler. „Unsere diesjährigen Preisträger*innen sind leuchtende Beispiele für wissenschaftliche Exzellenz und Innovation auf höchstem Niveau. Es ist mir eine besondere Freude, sie heute begrüßen zu dürfen, um ihre beeindruckenden Erfolge zu würdigen.“
Über den Helmholtz-Promotionspreis:
Die Helmholtz-Gemeinschaft zeichnet einmal pro Jahr die besten und originellsten Doktorarbeiten in ihren sechs Forschungsbereichen aus: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Information, Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr sowie Materie. Die Preisträger*innen erhalten ein einmaliges Preisgeld von 5.000 Euro. Darüber hinaus werden Auslandsaufenthalte mit einem Reise- und Sachkostenzuschuss von 2.000 Euro pro Monat unterstützt. Diese Summe wird für einen Zeitraum von bis zu sechs Monaten gewährt.
Dr. Stephan Hilpmann
Institut für Ressourcenökologie am HZDR
Tel. +49 260 2860 | E-Mail: s.hilpmann@hzdr.de
Dr. Tim Ziegler
Institut für Strahlenphysik am HZDR
Tel.: +49 351 260 3615 | E-Mail: t.ziegler@hzdr.de
Dr. Stephan Hilpmann (li.) und Dr. Tim Ziegler während der feierlichen Übergabe der Helmholtz-Promot ...
Quelle: Helmholtz/Oliver Walterscheid
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Chemie, Physik / Astronomie
regional
Wettbewerbe / Auszeichnungen
Deutsch
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